基于GIS的四川马尔山铜矿富集区找矿信息系统

谢晓敏，杨 静

（四川省冶金地质勘查局水文工程大队，四川 成都 610000）

四川马尔山铜矿位于四川马尔山西南180°方向，直距20km，矿床类型属造山带型铜矿床构造蚀变岩亚类[1]。铜矿体受控于大规模构造蚀变带内次级层间断层控制，成矿的有利条件为构造条件-近南北向节理裂隙和围岩条件-千枚岩。四川马尔山作为铜矿富集区，有必要加大对该地区找矿的研究力度。

目前，四川马尔山铜矿富集区找矿信息系统内已积累了大量的地质勘探、遥感等矿山数据，数据量十分庞大，且存储形式较为复杂。部分的存储数据由于基数较大被分散存储，很难在真正意义上实现资源与社会服务的一体化。为此，本文基于GIS设计一种新型四川马尔山铜矿富集区找矿信息系统。

GIS在应用中又被成为地理信息系统，具备一定的空间数据基础表现能力，主要在计算机设备与良好运营环境的支撑下，采集相关地球信息数据，并结合数据表达特征对其实施有序的数据管理、运算、分类、存储等功能。作为信息系统设计一个强有力工具，可将获取的数据统一格式后以数据库的形式对其进行存储。

除此之外，GIS系统中的三维成像技术可直观的呈现矿体的地质信息，对并其持续实施数据的人工智能处理，进而起到提升矿区勘查找矿效率的作用。

1 基于GIS的四川马尔山铜矿富集区找矿信息系统

遵循找矿信息系统数据规范化原则，下述将从硬件与软件两个方面，基于GIS应用下，开展四川马尔山铜矿富集区找矿信息系统设计[2]。基于GIS的四川马尔山铜矿富集区找矿信息系统具体框架，包括：GIS专题地图制作、GIS空间分析统计、数据与模型匹配、GIS可视化表达，通过找矿信息系统进而确定区域矿产种类，预测矿物储存。为了满足找矿信息系统的可视化功能，在整体设计中需根据找矿信息系统的数据管理、图像测绘等功能，使用SQL2008作为数据管理平台，统一管理数据资料，规范多种物探设备的使用规范，遵循装置集中管理原则。具体硬件及软件设计内容，如下文所述。

1.1 硬件设计

设计中心服务器：中心服务器作为支撑找矿信息系统运行的关键设备，相应段由多台计算机设备构成，整体装置的存储空间为64GB，增设外设移动硬盘256GB，内部可运行空间为256kb。其芯片上具有132字节Flash，其板载晶振可达30.72MHz，具有更加丰富的外部设施资源及接口。为了确保找矿信息的时效性，引入YL-EDT地球物探设备，勘查待检测区域，以直流电法仪作为测控主机设备，可承受最大供电电压为1000V，获取的电流数据分辨率为0.1mA，具有多参数同时测量的优势，可自动补偿模糊数据，保护高压电流板，使获取的数据更为准确。

本文设计中心服务器采用了一种具有嵌入式-微控制器的集成电路，且芯体尺寸为32位，速度在72MHz，程序存储器容量为256KB，RAM容量为48K的硬件平台，该平台可以更好的完成系统中对四川马尔山铜矿富集区找矿信息采集以及处理等功能的要求。

本文主要对两部分的电路进行设计，一是本系统中的最小系统电路，二是系统中信息的采集以及解析电路。通过转换芯片将模拟的信号信息转换为空间上的数字化信号，采用具有HS处理技术的芯片，实现更加优质的信噪比、量子效率等，可以将获取到的四川马尔山铜矿富集区找矿信息更加高效的转换为数据信息。

1.2 软件设计

1.2.1 建立矿山资源数据库

引入目前矿产行业应用较为广泛的GIS软件建立了矿山资源数据库，矢量划分由装置获取数据图像，集合矿山资源数据属性要素（包括矿山采矿点、产矿类型、断裂带分布及特征等），生成支持存储数据的数据格式，基于GIS功能，搭建空间数据库，导入现有数据与矿山勘查时效数据值，例如矿山钻孔深度、遥感影像数据等。

使用系统程序编译功能，修改属性数据值，划分数据阈值，处理数据字段，深度分解矿山资源密度值、矿产资源空间分布特征与资源缓冲区域，设计矿山三维立体模型，根据不同矿床的分布特征与岩层分布探索影像光谱规律，基于GIS系统描述数据，匹配资源与矿产数据，满足数据的空间分布特征。

1.2.2 估算矿山资源储备量

根据勘查矿山对象与数据匹配的结果，采用物探设备采样获取矿山样本，结合检测矿层裸露面积与网点数据，估算矿山资源储备量，同时根据矿山资源分布纯度、钻孔深度，计算资源分布情况。获取矿产资源提取的专项要素，统一赋值矿山图像功能，并采用GIS系统对估算矿山资源储备量进行综合分析，绘制地图图像，确保数据表述的统一性。结合用户对系统的要求，搭建结果人机交流端口，提供用户下载数据的功能，定义用户使用权限，维护数据安全，利用现有网络服务装置，确保系统在勘查矿区的全覆盖，实现矿山勘查找矿信息数据的在线检索与管理，完成信息系统的设计。

2 对比实验

2.1 实验准备

提出对比实验，以具有相同特征的四川马尔山铜矿矿区作为此次实验的研究对象。将其随机划分为两组，在控制单一数据量不变的前提下，圈定10km2、20km2、30km2、40km2、50km2矿山区域，忽略其它对系统运行造成影响的外界因素。

首先，使用本文设计的找矿信息系统，对圈定区域的矿山数据进行特征识别与数据管理，使用大数据技术统计获取信息数据数量，定义该组为实验组。再使用传统的信息系统实施相同步骤的操作，定义该组为对照组。为了避免突发矿山事件对结果的影响，将多种变量参数控制一致，针对测得的矿山勘察找矿信息获取量，记录实验结果，进而判断两种找矿信息系统对于四川马尔山铜矿富集区找矿信息的获取能力。

2.2 实验结果分析与结论

根据上述设计的对比实验步骤，采集5组实验数据，将两种找矿信息系统下的矿山勘察找矿信息获取量进行对比，矿山勘察找矿信息获取量对比结果，如下表1所示。

表1 实验结果对比表

通过表1可得出如下的结论：实验组矿山勘察找矿信息获取量在相同勘查范围内矿山勘察找矿信息获取量明显高于对照组，对于四川马尔山铜矿富集区找矿信息的获取能力更强。

因此，本文设计信息系统可识别的矿山数据更为全面，可实现对四川马尔山铜矿富集区资源信息的良好统计，进一步为四川马尔山铜矿富集区的发展提供支持。

3 结束语

本文基于GIS系统的应用下，开展了四川马尔山铜矿富集区找矿信息系统的设计，搭建了管理多元化形式的数据库，并通过设计对比实验的方式，验证了本文设计的系统在实际应用中可更加全面的识别四川马尔山铜矿富集区找矿信息数据，基于GIS系统为四川马尔山铜矿富集区找矿工作的顺利开展提供新发展方向，从根本上促进四川马尔山铜矿富集区的可持续发展。

但在四川马尔山铜矿富集区后期的发展中，仍需针对提高数据分辨率等问题，实施更加深化的研究，推动分布式数据库的发展。